期末模拟测试培优卷（含解析）-2025-2026学年沪科版物理高二上学期（含解析）

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期末模拟测试培优卷
1．水能是一种能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。如图所示为三峡水电站，水的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），发电效率为η，水的密度为ρ（kg/m3），重力加速度为g（m/s2），请根据所学知识回答下列问题。
（1）三峡水电站发电过程中能量是怎么转变的？
（2）三峡水电站的平均发电功率是多少？
（3）说明开发水能的意义。（写出两条即可）
2．（2024秋 闵行区期中）（1）央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池+口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图2），将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火（如图1），这里利用了电流的热效应。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，则 　 　 段的电阻最大，因为材料和长度相同时，横截面积越 　 　 （“大”或“小”），电阻越大。
（2）在测量金属丝的电阻率的实验中，电路如图3所示。若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 　 　 。
A.0～1Ω
B.0～50Ω
C.0～500Ω
（3）若有一根长为L直径为d的金属丝，测得阻值为R，则电阻率ρ＝ 　 　 。
（4）如图4电路，电源电压是6V，且保持不变，定值电阻R1＝1Ω，R2＝2Ω。在滑动变阻器R3的滑片P由最上端移动到最下端的过程中，以下情况可能出现的是 　 　 。
A.电压表增加2V，电流表增加2A
B.电压表增加1V，电流表增加0.5A
C.电压表减少2V，电流表减少1A
D.无法判断
（5）如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。
①当开关S接 　 　 时（选填“1”或“2”）平行板电容器放电，流经G表的电流方向与充电时 　 　 （选择“相同”或“相反”），此过程中电容器的电容将 　 　 （选填“增大”或“减小”或“不变”）。
②如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时I﹣t曲线与横轴所围成的面积将 　 　 （填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将 　 　 。（填“变长”“不变”或“变短”）
3．（2024春 杨浦区校级期中）传感器的基本原理是能是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把他们按照一定的规律转换为便于传达和处理的可用信号输出。通常为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
（1）关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是 　 　 。
A．非电信息→敏感元件→处理电路→电信息
B．电信息→处理电路→敏感元件→非电信息
C．非电信息→敏感元件→电信息→处理电路
D．非电信息→处理电路→敏感元件→电信息
（2）（多选）如图1，为探究霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，给金属导体加与前后所在平面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下平面M、N间的电压为U。下列说法正确的是 　 　 。
A．M平面的电势比N平面的电势低
B．M平面的电势比N平面的电势高
C．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
D．导体中自由电子定向移动的速度v
（3）传感器是采集信息的一种重要元件，如图2所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“+”接线柱流进时指针向右偏，从“﹣”流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是 　 　 。
A．电容器的电容将减小
B．M点的电势比N点的低
C．灵敏电流表指针向左偏转
D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化
（4）图3为某款身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射传播速度为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔；质量为m0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与其所受的压力成正比。当测重台不站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0；当某人站上测重台后，测量仪记录的时间间隔变为t，输出电压变为U，则此人的身高为 　 　 ，质量为 　 　 。
4．（2024 石景山区一模）（1）如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1的大小。
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0，磁场区域半径为R0。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内，其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。如果磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝B0+kt，其中k为大于0的常量。求圆形导线环中的感应电动势E2的大小。
（3）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，电源的电动势是电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。已知电子的电荷量为e。求上述金属棒中电子所受到的非静电力F1的大小和导线环中电子所受到的非静电力F2的大小。
5．（2024秋 虹口区校级期中）雷电是大气中的放电现象，使用避雷针可以防止雷电对高层建筑的危害。
（1）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。
①验电器D上的两个金属小球因带 　 　 电（填“正”或“负”）而张开。
②如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，假设两个金属小球各带有相同的电荷量，电荷量的大小为 　 　 。
（2）在某次避雷放电前，避雷针附近的电场线分布如图丙所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点，其中M、P是关于AB直线对称的两个点，下列说法正确的是 　 　 。
A．N点的电势比M点的电势高
B．M点的场强和P点的场强相同
C．将一个试探电荷+q从M点移动到N点，电场力做正功
D．试探电荷﹣q在P点的电势能大于在N点的电势能
（3）当雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强度达到一定程度时、空气将被击穿、从而形成我们看到的闪电。在某次闪电中，云和大地间的电压为1×108V，则一个电子从云层运动到地面，其电势能变化量ΔEp为 　 　 J。
（4）雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如图丁所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点（O点附近地质结构分布均匀），图中O、A、B、C在同一直线上，AB＝BC，图中的虚线是等势线，则A、B、C三点中，　 　 点的电势最高；A、B间电压 　 　 B、C间电压（填“大于”“小于”或“等于”）。
6．（2024秋 顺义区校级期中）锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。当用充电器为一手机锂电池充电时（如图1），锂电池为该回路的用电器，等效电路如图2所示。充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，请分析：
（1）锂电池的输入功率为多大？
（2）锂电池因内阻而损耗的热功率为多大？
（3）锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为多大？
期末模拟测试培优卷
参考答案与试题解析
1．水能是一种能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。如图所示为三峡水电站，水的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），发电效率为η，水的密度为ρ（kg/m3），重力加速度为g（m/s2），请根据所学知识回答下列问题。
（1）三峡水电站发电过程中能量是怎么转变的？
（2）三峡水电站的平均发电功率是多少？
（3）说明开发水能的意义。（写出两条即可）
【考点】能源的分类与应用；功率的定义、物理意义和计算式的推导；用能量守恒定律解决实际问题．
【专题】定量思想；推理法；功能关系 能量守恒定律；推理论证能力．
【答案】（1）水的势能转变为水轮机的机械能，水轮机带动与水轮机同轴的发电机工作，使机械能转变为电能；
（2）三峡水电站的平均发电功率是ηpgQh（W）；
（3）见解析。
【分析】（1）根据能量的转化分析；
（2）根据电功率的计算公式解答；
（3）根据节约能量及环境保护的角度分析。
【解答】解：（1）水的势能转变为水轮机的机械能，水轮机带动与水轮机同轴的发电机工作，使机械能转变为电能。
（2）1 s内水减少的重力势能为Ep＝ρgQh（J），则平均发电功率PηpgQh（W）
（3）开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义。
答：（1）水的势能转变为水轮机的机械能，水轮机带动与水轮机同轴的发电机工作，使机械能转变为电能；
（2）三峡水电站的平均发电功率是ηpgQh（W）；
（3）见解析。
【点评】本题考查能量转化，解题关键掌握平均功率的计算公式。
2．（2024秋 闵行区期中）（1）央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池+口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图2），将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火（如图1），这里利用了电流的热效应。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，则 　ab　 段的电阻最大，因为材料和长度相同时，横截面积越 　小　 （“大”或“小”），电阻越大。
（2）在测量金属丝的电阻率的实验中，电路如图3所示。若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 　B　 。
A.0～1Ω
B.0～50Ω
C.0～500Ω
（3）若有一根长为L直径为d的金属丝，测得阻值为R，则电阻率ρ＝ 　　 。
（4）如图4电路，电源电压是6V，且保持不变，定值电阻R1＝1Ω，R2＝2Ω。在滑动变阻器R3的滑片P由最上端移动到最下端的过程中，以下情况可能出现的是 　C　 。
A.电压表增加2V，电流表增加2A
B.电压表增加1V，电流表增加0.5A
C.电压表减少2V，电流表减少1A
D.无法判断
（5）如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。
①当开关S接 　2　 时（选填“1”或“2”）平行板电容器放电，流经G表的电流方向与充电时 　相反　 （选择“相同”或“相反”），此过程中电容器的电容将 　不变　 （选填“增大”或“减小”或“不变”）。
②如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时I﹣t曲线与横轴所围成的面积将 　不变　 （填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将 　变短　 。（填“变长”“不变”或“变短”）
【考点】观察电容器及其充、放电现象；利用电阻定律求电阻；利用电阻定律求电阻率；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；电路动态分析．
【专题】定量思想；推理法；电容器专题；推理论证能力．
【答案】（1）ab，小；（2）B；（3）；（4）C；（5）①2，相反，不变；②不变，变短。
【分析】（1）根据电阻定律结合材料和长度关系进行分析判断；
（2）根据限流式接法的特点结合待测电阻值的大小分析判断滑动变阻器的总阻值范围；
（3）根据电阻定律公式推导电阻率公式；
（4）根据闭合电路的欧姆定律结合定值电阻的特点分析判断；
（5）根据电容器的充放电特点以及平行板电容器的决定式分析判断，利用i﹣t图像的面积的物理意义进行分析解答。
【解答】解：（1）由电阻定律，可知材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大，ab段横截面积最小，所以电阻最大；
（2）图3采用滑动变阻器的限流式接法，控制电路电流的滑动变阻器的总阻值既不能太大也不能太小，需要和待测电阻阻值30Ω相接近才能方便调整测量，故B正确，AC错误。
故选：B。
（3）根据电阻定律有R＝ρρ，解得ρ；
（4）AB.将滑动变阻器R3的滑片P由最上端移到最下端，则R3电阻变大，电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知总电流减小，则电阻R2两端电压减小，即电压表读数减小，故AB错误；
CD.若电压表读数减小2V，根据I，则电流表读数减小1A，故C正确，D错误。
故选：C。
（5）①由图甲可知，电容器放电时接电阻，则开关接2；电容器充电时，上极板接电源正极，则电容器上极板带正电，电流向右流经G表；放电时，电流向 左流经G表，则流经G表的电流方向与充电时相反；根据平行板电容器公式可知，电容器的电容与电容器极板上的电荷量和极板间电压无关，由电容器本身所决定，则此过程中电容器的电容将不变。
②根据Q＝CU可知，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，极板上的电荷量不变，则I﹣t图像中，图线与横轴围成的面积表示电容器放电时的电荷量，放电的电荷量不变，面积不变，因为减小了电阻R，则放电电流会增大，故放电时间会变短。
故答案为：（1）ab，小；（2）B；（3）；（4）C；（5）①2，相反，不变；②不变，变短。
【点评】考查电阻定律、滑动变阻器的接法以及电容器的问题，以及图像的认识和理解，会根据题意进行准确分析解答。
3．（2024春 杨浦区校级期中）传感器的基本原理是能是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把他们按照一定的规律转换为便于传达和处理的可用信号输出。通常为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
（1）关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是 　A　 。
A．非电信息→敏感元件→处理电路→电信息
B．电信息→处理电路→敏感元件→非电信息
C．非电信息→敏感元件→电信息→处理电路
D．非电信息→处理电路→敏感元件→电信息
（2）（多选）如图1，为探究霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，给金属导体加与前后所在平面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下平面M、N间的电压为U。下列说法正确的是 　AD　 。
A．M平面的电势比N平面的电势低
B．M平面的电势比N平面的电势高
C．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
D．导体中自由电子定向移动的速度v
（3）传感器是采集信息的一种重要元件，如图2所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“+”接线柱流进时指针向右偏，从“﹣”流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是 　B　 。
A．电容器的电容将减小
B．M点的电势比N点的低
C．灵敏电流表指针向左偏转
D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化
（4）图3为某款身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射传播速度为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔；质量为m0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与其所受的压力成正比。当测重台不站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0；当某人站上测重台后，测量仪记录的时间间隔变为t，输出电压变为U，则此人的身高为 　v（t0 t）　 ，质量为 　m0 。
【考点】常见传感器的工作原理及应用；霍尔效应与霍尔元件；常见的传感器及分类．
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；推理论证能力．
【答案】（1）A；（2）AD；（3）B；（4）v（t0 t）；m0
【分析】（1）根据传感器工作流程解答。
（2）确定导电的电荷正负，根据左手定则判断分析；根据霍尔元件的工作原理，霍尔电压的表达式解答。
（3）确定电容器两极板间距的变化，根据电容的决定式判断电容的变化；电容器上极板带正电，根据电容的定义式判断电容器带电量的变化，依据电容器充、放电确定电路中电流方向，由此判断M点与N点的电势高低，以及灵敏电流表的指针偏转方向；若电流计示数稳定且不为零，说明有恒定的电流，电容是变化的。
（4）根据超声波测距原理求解此人的身高；根据题意，传感器输出电压与其所受的压力成正比，据此求解此人的质量。
【解答】解：（1）关于传感器工作的一般流程是将非电信息经过敏感元件转变为电学量（例如电压、电流等），再经过电路处理后转变为相应的电信息，故A正确；BCD错误。
（2）AB．金属导体中导电的是自由电子，电流方向向右，自由电子定向向左运动，由左手定则，可知电子向M平面偏转，故M平面带负电，N平面带正电，可知M平面的电势比N平面的电势低，故A正确，B错误；
CD．稳定后霍尔电压（即电压表的示数）恒定，电子所受洛伦兹力与电场力等大反向，则有：eBv＝e
解得导体中自由电子定向移动的速度v
由电流的微观表达式得：I＝neSv，其中n为导体单位体积内自由电子数，S＝bd
联立解得：U
可得导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越小。故C错误，D正确。
（3）A．当待测压力突然增大时，可动电极形变量变大，电容器两极板间距d变小，根据C，可知电容将增大，故A错误；
BC．由题图可知，电容器上极板带正电，电容增大，根据C，可知电容器带电量增大，电容器充电，电路中由逆时针方向的电流，电流由N经过电阻R到M，故M点的电势比N点的低。电流由灵敏电流表的“+”接线柱流进，其指针向右偏，故B正确，C错误；
D．若电流计示数稳定且不为零，说明有恒定的电流，即电容器充、放电的电流恒定，可知电容是变化的，则可动电极的形变是变化的，说明压力F是变化的，故D错误。
（4）根据超声波测距原理易知此人的身高为hvt0 vtv（t0 t）
设此人质量为M，根据题意可得：
解得：Mm0
故答案为：（1）A；（2）AD；（3）B；（4）v（t0 t）；m0
【点评】本题考查了传感器相关知识，设计到了霍尔效应，电容器的动态分析。掌握霍尔电压的推导过程，平行板电容器的电容决定式的表达式。
4．（2024 石景山区一模）（1）如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1的大小。
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0，磁场区域半径为R0。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内，其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。如果磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝B0+kt，其中k为大于0的常量。求圆形导线环中的感应电动势E2的大小。
（3）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，电源的电动势是电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。已知电子的电荷量为e。求上述金属棒中电子所受到的非静电力F1的大小和导线环中电子所受到的非静电力F2的大小。
【考点】电源内部的电荷移动和能量转化问题；法拉第电磁感应定律的内容和表达式；导体平动切割磁感线产生的感应电动势；电动势的概念和物理意义．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】（1）推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1的大小为Blv。
（2）圆形导线环中的感应电动势E2的大小为πkr2。
（3）金属棒中电子所受到的非静电力F1的大小为Bev，导线环中电子所受到的非静电力F2的大小为。
【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律，结合磁通量的定义推导；
（2）根据法拉第电磁感应定律求解；
（3）金属棒MN向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛伦兹力充当非静电力F1。对于感生电动势时变化的磁场激发的感生电场对导电电荷的电场力充当非静电力。根据电动势的定义，结合（1）（2）的结果解答。
【解答】解：（1）在Δt内金属框和棒所围面积的变化量为：ΔS＝lv Δt
则穿过闭合电路的磁通量的变化量为：ΔΦ＝B ΔS＝Blv Δt
根据法拉第电磁感应定律得：
解得感应电动势：E1＝Blv
（2）由B＝Ba+kt，可得：
根据法拉第电磁感应定律得：
其中：S＝πr2
解得：
（3）①金属棒MN向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛伦兹力充当非静电力F1，如下图所示。
由电动势的定义得：
解得：F1＝Bev
②在很短的时间内导线环中电子的位移为Δx，此时间内非静电力对电子做的功为：F2Δx
电子沿着导线环运动一周，非静电力做的功为：
根据电动势定义得：
解得：
答：（1）推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1的大小为Blv。
（2）圆形导线环中的感应电动势E2的大小为πkr2。
（3）金属棒中电子所受到的非静电力F1的大小为Bev，导线环中电子所受到的非静电力F2的大小为。
【点评】本题考查了电磁感应现象动生电动势与感生电动势，以及电动势的概念问题。理解非静电力的意义，掌握动生电动势与感生电动势对应的非静电力。
5．（2024秋 虹口区校级期中）雷电是大气中的放电现象，使用避雷针可以防止雷电对高层建筑的危害。
（1）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。
①验电器D上的两个金属小球因带 　负　 电（填“正”或“负”）而张开。
②如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，假设两个金属小球各带有相同的电荷量，电荷量的大小为 　L　 。
（2）在某次避雷放电前，避雷针附近的电场线分布如图丙所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点，其中M、P是关于AB直线对称的两个点，下列说法正确的是 　C　 。
A．N点的电势比M点的电势高
B．M点的场强和P点的场强相同
C．将一个试探电荷+q从M点移动到N点，电场力做正功
D．试探电荷﹣q在P点的电势能大于在N点的电势能
（3）当雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强度达到一定程度时、空气将被击穿、从而形成我们看到的闪电。在某次闪电中，云和大地间的电压为1×108V，则一个电子从云层运动到地面，其电势能变化量ΔEp为 　1.6×10﹣11 J。
（4）雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如图丁所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点（O点附近地质结构分布均匀），图中O、A、B、C在同一直线上，AB＝BC，图中的虚线是等势线，则A、B、C三点中，　A　 点的电势最高；A、B间电压 　大于　 B、C间电压（填“大于”“小于”或“等于”）。
【考点】等势面及其与电场线的关系；验电器与静电计；根据电场线的疏密判断场强大小；电场力做功与电势能变化的关系；电荷性质、电势能和电势的关系；通过电场线的方向判断电势的高低；电场力做功与电势差的关系．
【专题】定量思想；推理法；电场力与电势的性质专题；推理论证能力．
【答案】（1）①负；②L；（2）C；（3）1.6×10﹣11；（4）A，大于。
【分析】（1）①根据静电感应的原理进行分析判断；
②根据平衡条件结合库仑定律列式求解电荷量；
（2）根据电场线的特点判断电势高低和场强的关系，结合电场的对称性以及电场力做功的问题进行判断；
（3）根据电场力做功和电势能的变化关系列式求解；
（4）根据孤立正点电荷的电场线以及电势高低，运用U＝Ed进行定性的分析判断。
【解答】解：（1）①验电器D接近带负电的云层，由于静电感应现象，在其上端避雷针内部自由运动的电子会由于排斥作用运动到下方小球上，相应的避雷针上会感应出正点电荷，下方小球上感应出负电荷。所以下方金属小球带负电。
②对任意一个小球进行受力分析可知，小球受到向下的重力mg作用，水平方向的静电力F，以及细绳的拉力T的作用处于平衡状态，受力分析如图所示
根据三力平衡可知tanθ，得F＝mgtanθ，根据库仑定律可知F＝k，联立二式可得小球电荷量q＝L
（2）A.静电场中场强与电势的关系可知，沿电场线方向电势降落，所以M点的电势比N点的电势高，故A错误；
B.根据电场的矢量特性及电场中某点的场强方向为沿此处的电场线切线方向的性质，因为M点与P点的切线方向即场强方向不同，所以M点场强与P点场强不同，故B错误；
C.根据A答案分析可知电势φM＞φN，所以两点之间电势差UMN＝φM﹣φN＞0，则正电荷从M点移动到N点电场力做功为WMN＝UMNq＞0，所以在此过程中电场力做正功，故C正确；
D.根据电场分布的对称性可知P点电势φP与M点电势φM相同，而φM＞φN，故φP＞φN，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，可知试探电荷﹣q在P点电势能小于在B点的电势能，故D错误。
故选：C。
（3）根据题目描述已知电势差U云地＝1×108V，电子电荷量q＝﹣1.6×10﹣19C，则电子从云层运动到地面的过程中电场力做功W＝U云地 q＝1×108×（﹣1.6×10﹣19）J＝﹣1.6×10﹣11J，根据电场力做功与电势能变化的关系W＝﹣ΔEp可知，电场力做负功，电势能增大，所以ΔEp＝1.6×10﹣11J
（4）高压线落地后可以看成是一个正点电荷所形成的发散的电场，如图所示
根据电势与场强的关系可知，沿电场线方向电势降落，所以A点电势最高，又因为电场线越密集的地方场强越大，单位距离内电势降落越大，可知UAB＞UBC，所以AB间电压大于BC间电压。
故答案为：（1）①负；②L；（2）C；（3）1.6×10﹣11；（4）A，大于。
【点评】考查电场的性质和电场线的特点、静电感应以及电场力做功和电势能问题，会根据题意进行准确分析解答。
6．（2024秋 顺义区校级期中）锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。当用充电器为一手机锂电池充电时（如图1），锂电池为该回路的用电器，等效电路如图2所示。充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，请分析：
（1）锂电池的输入功率为多大？
（2）锂电池因内阻而损耗的热功率为多大？
（3）锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为多大？
【考点】电功和电功率的计算．
【专题】计算题；定量思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）锂电池的输入功率为UI；
（2）锂电池因内阻而损耗的热功率为I2r；
（3）锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为UI﹣I2r。
【分析】（1）锂电池的输入功率等于电源的输出功率，根据P＝UI求解。
（2）根据求解锂电池因内阻而损耗的热功率。
（3）根据能量守恒定律求解锂电池在充电过程中转化为化学能的功率。
【解答】解：（1）由题意可知，锂电池的输入功率等于电源的输出功率，则锂电池的输入功率为
P入＝UI
（2）锂电池因内阻而损耗的热功率为
（3）设锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为P。
根据能量守恒定律可得
UI＝I2r+P
整理得：P＝UI﹣I2r
答：（1）锂电池的输入功率为UI；
（2）锂电池因内阻而损耗的热功率为I2r；
（3）锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为UI﹣I2r。
【点评】本题关键要明确电池充电时，其电路是非纯电阻电路，要搞清电池的输入功率、发热功率的计算方法，根据能量关系求解锂电池在充电过程中转化为化学能的功率。
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